i. PLASTICOS

1. Materiales:

Polmeros orgnicos derivados del carbono, de alto peso molecular, cadenas largas, obtenidas por medio de calor, presin y presencia de catalizadores. La unidad estructural es el monmero, varios de estos forman un polmero. Cuando los monmeros de diferentes molculas se polimerizan, el compuesto resultante recibe el nombre de copolmero.

Se dividen en dos clases:

a. Termoplsticos: Que pueden obtenerse por calar como poliolefinas, polivinlicos, poliestirenos, poliacetatos.b. Termoestables: Que no pueden moldearse al calor como por ejemplo, fenlicos, melamnicos, uricos, epoxdicos y siliconas (poco empleadas en el empaque de alimentos).

Tambin pueden clasificarse de acuerdo a su estructura molecular en: Poliolefinas, PE y PP, polmeros vinlicos PVC y PVDC, poliestireno PS, Resinas de acrilonitrilo butadieno estireno ABS, policarbonato PC, polister PET, poliamida PA, derivados de la celulosa.

En la tabla siguiente se observan las caractersticas generales de cada uno de estos.

PLASTICOPRINCIPALES CARACTERSTICAS

POLIOLEFINAS

a. Polietileno: (CH2 CH2)n P.E. i. De baja densidad: Pelcula ms usada. Densidad = 0.91 0.92 g/ cc Transparente Qumicamente inerte, resistente a los cidos y bases, poco resistente a grasas. No olor ni sabor. Permeabilidad relativamente baja al vapor de agua Puede sellarse por medio del calor. Posee buena firmeza al rasgado y al impacto. Soporta temperaturas hasta de 76Cii. De alta densidad: Mayor resistencia a grasas y aceites. Mayor resistencia a la temperatura. Mayor impermeabilidad a los gases y vapor de agua, que el de baja densidad.

b. Polipropileno (CH2 = CH CH3)n P.P. Transparente Gran resistencia qumica y trmica (170C). Entonces es usado para recipientes que deban ser esterilizados y pasterizados. Densidad = 0.88 0.90 g/ cc (ms liviano de los plsticos). No es sellable trmicamente, sino tiene un revestimiento. Muy elstico, puede moldearse cajas y recipientes con bisagras del mismo material.

POLIMEROS VINILICOSa. Cloruro de polivinilo (- CH2 CHCL - )n P.V.C. Transparente a translcido. Densidad = 1.23 1.37 g/cc Buena resistencia a cidos, lcalis, grasas y aceites. Poco permeable al oxgeno, un poco ms permeable al vapor de agua. Sus pelculas tienen excelentes propiedades de encogimiento y elasticidad. Entonces se usan como revestimiento termorretractiles y como componentes de laminados. Puede ser flexible (Plastificado) o rgido (no plastificado). Resistente a solventes no polares.

b. Cloruro de polivinilideno. (- CH2 C Cl2 - )n P.V.D.C. Transparente. Densidad = 1.59 1.71 g/cc Excelente resistencia al agua. Excelente resistencia a cidos excepto NH03 y H2S04, Buena resistencia a lcalis, excepto NH3. Muy buena resistencia a grasas y aceites. Impermeable a gases y vapor de agua. Se utiliza para el empacado al vaco y se conoce comercialmente como Saran y cryovac.

POLIESTIRENOa. Poliestireno: Muy transparente. Densidad = 1.05 g/cc Buena resistencia al agua, No reacciona con cidos ni con lcalis. No muy buena resistencia a grasas y aceites. Inerte, inodoro, insaboro. Ligeramente resistente a gases y vapor de agua. Tiende a ser quebradizo, aspecto que se mejora con la orientacin.b. Poliestireno expandido (Icopor): Es muy liviano. Puede tomar diversas formas. Resistente al impacto. Buen aislante.

RESINAS DE ACRILO NITRILO BUTADIENO ESTIRENO A.B.S Opacas. Densidad = 1.01 1.10 g/cc Excelente resistencia al agua, buena resistencia a cidos y lcalis. Aceptable resistencia a grasas y aceites. Alta resistencia qumica.

POLIAMIDANYLON: Transparente a translcido. Densidad = 1.13 1.14 g/cc Excelente resistencia al agua, pero pobre resistencia a cidos y lcalis. Excelente resistencia a grasas y aceites. Excelente resistencia a la tensin y a la abrasin. Excelente estabilidad trmica (Hasta 270C). Se emplean en bolsas esterilizables. Impermeable a gases y aromas, moderadamente al vapor de agua. Se utiliza para empacado al vaco.

POLIESTER P.E.T. Pelculas transparentes, cristalinas. Densidad = 1.35 1.39 g/cc Muy resistentes mecnicamente. Qumicamente inertes. Resistentes a la temperatura. Impermeables a las grasas y aceites. Impermeables a los gases. Difciles de sellar. Precio elevado. Excelente resistencia al agua, a las grasas y aceites. Buena resistencia a cidos, pero pobre resistencia a lcalis. Alta resistencia al impacto y al calor (en relacin al peso).

POLICARBONATO P. C. Transparente. Densidad = 1.19 1.25 g/cc Buena resistencia al agua, pero pobre resistencia a lcalis. Resistente a los cidos diluidos, pero regular resistencia a los cidos concentrados. Buena resistencia a grasas y aceites. Puede sellarse con calor y adhesivos. No se usa para termoencogibles.

DERIVADOS DE LA CELULOSA.Dentro de este grupo se incluye el acetato de celulosa, A. C. Etilcelulosa E. T. y nitrato de celulosa N. C. Son muy transparentes y rgidos, estables y fciles de elaborar. Se utilizan para envolturas y laminados.

2. Mtodos de fabricacin de los envases plsticos:

a. Moldeado a presin: Se usan polmeros termoestables. La materia prima en grnulos se coloca dentro del molde con alta presin (300 600 atmsferas), se produce calor por liberacin de energa (140 - 180C) que provoca una reaccin de condensacin con liberacin de vapor de agua. Entonces se produce fusin del material y formacin de reticulacin irreversible por calentamiento. Con el calentamiento la pieza adquiere rigidez que no se pierde con nuevos calentamientos.b. Inyeccin: Se usa para materiales termoplsticos. La materia prima (Generalmente poliestireno, polietileno o polipropileno) en grnulos se calienta hasta formar una pasta que se inyecta a alta presin a un molde precalentado, se deja enfriar y se abre el molde para extraer la pieza procesada. c. Extrusin: Materia prima ablandada por calentamiento se pasa a travs de una tobera, pasando luego a travs de cilindros de laminacin para producir lminas de diversos calibres o tubulares que mediante inyeccin permiten producir envases de diversas formas. Las materias primas empleadas en este sistema son polietileno, poliestireno, polipropileno.d. Termoformados: Lmina extruida de material plstico se ablanda por calor, se coloca sobre un molde y se aspira el aire entre el molde y la lmina para que este tome la forma del molde. Luego se enfra y se retira la pieza. Usada en envases de yogurt, generalmente la mquina moldea los recipientes, efecta el llenado y el cerrado con termosoldadura con una lmina de aluminio - plstico y realiza el corte individual de los envases. Es un equipo complejo y costosos, pero preciso y automtico.3. Mtodos de fabricacin de las pelculas plsticas.

a. Calandrado: Material reblandecido por temperatura pasa a travs de unos rodillos con separacin de abertura regulable, los cuales van laminando el material a espesores cada vez menores hasta obtener una lmina con las dimensiones deseadas.b. Colado: Con esta tcnica pueden producirse pelculas de polmeros disueltos o suspendidos en solventes o dispersantes adecuados. El material entonces es pasado a travs de una tolva de rendija estrecha que lo vierte sobre un cilindro rotatorio formando una pelcula delgada y uniforme, incidiendo en esta, la calibracin de la abertura, la velocidad de salida de la masa y la tensin de estiramiento para producir pelculas de diferentes calibres.c. Extrusin: Las materias primas empleadas en este sistema son polietileno, poliestireno, polipropileno. La materia prima ablandada por calentamiento se pasa a travs de una tobera, pasando luego a travs de cilindros de laminacin para producir lminas de diversos calibres.

4. Propiedades y caractersticas de los materiales plsticos:

La seleccin de un material plstico para empaques de alimentos depende de varios factores. Entonces es importante conocer el comportamiento de un material plstico a travs de las propiedades fisicoqumicas, mecnicas, trmicas y pticas. Caractersticas fsicas: La ms importante es la densidad. Sirve para identificar el producto, es inversamente proporcional a la impermeabilidad y directamente proporcional a la resistencia. Estructura molecular: Los polmeros poseen una cohesin molecular muy fuerte, debido a que la fuerza de unin intermolecular se repite innumerables veces. El aumento del peso molecular incrementa la cohesin y la cristalinidad. La cristalinidad aumenta con el estiramiento y disminuye por accin de la temperatura. Estas propiedades son modificadas por los agentes plastificantes (sustancia orgnica, lquida o slida, que confiere plasticidad a los polmeros por interposicin entre las cadenas moleculares), que al insertarse entre las cadenas mejoran su flexibilidad y resistencia mecnica y aumentan su solubilidad y permeabilidad a los gases. Permeabilidad a los gases: El paso del gas a travs de la pelcula de plstico depende del tamao de las molculas del gas y del tamao de los poros del material. Puede incrementarse si existe afinidad qumica entre el gas y el polmero, entonces para disminuirla, se puede aplicar un copolmero que refuerce sus caractersticas para disminuir la permeabilidad. Igualmente aumenta con un incremento de la temperatura del polmero y la presin del gas, pero disminuye con el espesor de la pelcula o de pared. Es mayor la permeabilidad al vapor de agua a medida que disminuye la cristalinidad del polmero. Se aumenta la impermeabilidad combinando con lminas de aluminio. Est sujeta a factores eventuales como presencia de microporosidades debidas a golpes o plegados, termosellado o sellado por adhesivo defectuoso, caractersticas de la humedad del alimento y dispersin de los elementos de un laminado. Resistencia mecnica: Se mejora por adicin de agentes plastificantes o por aumento del espesor de la pelcula. Resistencia trmica: Es muy importante para alimentos congelados, y para aquellos que se calientan o esterilizan dentro del empaque. Se recomienda usar laminados en varias capas, una de las cuales debe ser de aluminio. La temperatura de fusin es muy importante en los envases termosellables. Su hermeticidad depende de la temperatura, tiempo y presin ejercidos. Entonces es necesario tener en cuenta el tipo de laminado o de material. Mecanizacin: Para que un material plstico funcione apropiadamente durante las operaciones mecnicas, deben cuidarse las variables que afectan esta mecanizacin. Como la dureza del material y su resistencia al calor. Inercia qumica: Las pelculas y envases plsticos deben ser inertes a los componentes de los productos alimenticios, estos materiales no deben reaccionar con los constituyentes de los alimentos como grasas, aceites, protenas y sabores. Deben mantener su cohesin y no deben ceder al alimento ni siquiera mnimas cantidades de los aditivos empleados en la fabricacin. Proteccin contra la luz: La transparencia es una cualidad de una pelcula desde el punto de vista del mercadeo, pero la luz visible acelera la oxidacin de algunos componentes de algunos alimentos. Entonces si el producto es muy sensible a la luz debe empacarse en una pelcula opaca como el aluminio. Transferencia de olores y sabores: Generalmente las pelculas plsticas poseen un olor caracterstico, la mayora de los olores desagradables se originan por los aditivos, adhesivos y tintas de impresin. Entonces es muy importante evitar que estos se transfieran a los alimentos, usando barreras de proteccin por medio de laminados.

5. Formas ms usuales de empaques y envase de materiales polimricos:

a. Pelculas plsticas y laminados: Este grupo comprende las pelculas de polmeros en diferentes calibres y los laminados flexibles. i. Envolturas: Generalmente derivados de celulosa. Son pelculas que sirven para proteger los alimentos secos como dulces, caramelos, chocolates y similares. Se cierran por entorchado.ii. Pelculas termoencogibles a base de Polietileno y P.V.C. principalmente. Con estos materiales se pueden lograr empaques que cubren completamente el contenido, como una piel. El sellado se realiza por contraccin trmica.iii. Bolsas: Formadas por pelculas planas, mediante sellado trmico lateral o central (Celofn, polietileno, polipropileno u otros de calibres apropiados. Tambin laminados cuando se requiere especial proteccin), el material impreso en rollos o tubulares se pasa a travs de la mquina que forma, envasa y sella en forma simultnea. Otras bolsas abiertas con pliegues laterales o asas se utilizan para manipulacin y transporte.iv. Sacos: Su forma es similar a las bolsas plsticas, son de tamao y calibre mayor. Generalmente de fibra de polipropileno y polietileno, porque son resistentes a la rotura, a la putrefaccin y a los productos qumicos.

b. Envases moldeados: Generalmente P.V.C. y polietileno.i. Piezas hondas o profundas: Las ms utilizadas son las cilndricas en forma de vaso y las rectangulares, pueden ser impresas o con relieves y dependen del producto a contener, pueden llevar nervaduras verticales para dar mayor resistencia a la comprensin.ii. Piezas planas: Algunas clases de embalajes de proteccin como Poliestireno expandido, para contener y proteger huevos y lminas corrugadas o onduladas que sirven para barreras mecnicas.

c. Envases Termoformados de proteccin: Sirven de barrera protectora para alimentos delicados. No son envases directos sino complementarios como por ejemplo en proteccin de galletas, chocolates, etc.

d. Bandejas: Para frutas, carnes, precocidos, alimentos congelados. Son la bandeja de poliestireno expandido, ms una pelcula de polmero elstica y transparente.

e. Envases de diseo especial: Son aquellos de forma especial patentados por fabricantes como Tetrapack (envase tetradrico confeccionado en papel kraft recubierto en su cara interna con polietileno) y el purepack (envase de cartn en forma de paraleleppedo recubierto interiormente con polietileno).

f. Envases rgidos: Se refieren a aquellos envases que presentan una menor flexibilidad, los ms usados son los del tipo botella. Otros son los frascos, bidones, barriles, etc.

Como elementos complementarios a los envases descritos, se pueden emplear: Cierres constituidos por uno o varios materiales por ejemplo laminados de aluminio ms pelculas plsticas que facilitan el sellado trmico, por ejemplo vasos de poliestireno y polietileno. Tapas en polmeros diversos o en metal, dependiendo del terminado del envase, pueden ser tapa rosca o tapa a presin.

6. Materiales plsticos que se pueden utilizar para envasar alimentos:

MATERIAL

ALIMENTO

Polietileno de baja densidad P.E.Pan. Alimentos congelados. Embutidos, frutas, vegetales frescos. Dulces y granos.

Polietileno de alta densidad P.E.Platos preparados que requieren coccin.

Polipropileno P.P.Pan, alimentos horneados, envolturas encogilbles.

Cloruro de polivinilo. P.V.C.Aceites comestibles, margarinas, productos horneados.

Cloruro de polinivilideno P.V.D.C,Alimentos deshidratados ricos en grasas y susceptibles al oxgeno

Poliestireno P.S.Lquidos, jugos, productos lcteos, refrescos y productos que requieran pelculas transpirables.

Resinas de Acrilonitrilo, butadieno, estireno. A.B.S.Margarinas y grasas.

Poliamidas P.A. NylnBolsas esterilizables.

Polister P.E.T.Bebidas gaseosas, licores, aceites vegetales.

Policarbonato P.C.Biberones, dulces duros y blandos, alimentos lquidos, leche.

Acetato de celulosa A. C.Envolturas de alimentos laminados.